Výkon

Výkon je skalární fyzikální veličina, která vyjadřuje množství práce vykonané za jednotku času.

Rozlišuje se průměrný výkon, který se vztahuje k určitému časovému intervalu, a okamžitý výkon, který se vztahuje k určitému časovému okamžiku.

Množství energie spotřebované za jednotku času se označuje jako příkon.

Vzájemný poměr výkonu a příkonu vyjadřuje poměrnou fyzikální veličinu nazývanou účinnost, která se často vyjadřuje v procentech (poměr násobený 100).

Značení

Označení veličiny: P z anglického power
Jednotka SI: watt (= J·s⁻¹), značka jednotky: W
Další jednotky: koňská síla, kalorie za sekundu

Výpočet

Průměrný výkon je podílem celkové práce $W$ a doby $t$ , za kterou byla práce vykonána, tzn.

P_{s}={\frac {W}{t}}

Okamžitý výkon získáme jako derivaci práce podle času, tzn.

P={\frac {\mathrm {d} W}{\mathrm {d} t}}

Teorie systémů

Pro účely modelování výkonově kauzálních systémů se zavedly pojmy úsilí a tok, kde součin jejich veličin má být přímo výkon. Obecně však taková funkce musí mít totální diferenciál, jinak je potřeba ještě další faktor k přenásobení.

Tato část článku je příliš stručná nebo postrádá důležité informace. Pomozte Wikipedii tím, že ji vhodně rozšíříte.

Mechanický výkon

Mechanický výkon je mechanická práce vykonaná za jednotku času. Stroj, který má větší výkon, vykoná za stejný čas více práce.

Pro výpočet výkonu P během práce, při které působí stálá síla F působící na těleso pohybující se stálou rychlostí v, platí:

P={\frac {\mathrm {d} W}{\mathrm {d} t}}={\frac {\mathbf {F} \cdot \mathrm {d} s}{\mathrm {d} t}}=\mathbf {F} \cdot \mathbf {v} =Fv\cos \alpha =F_{t}v

,

kde $F_{t}$ označuje složku síly ve směru pohybu (tečná složka síly) a $\alpha$ je úhel mezi vektorem rychlosti a vektorem působící síly.

V případě rotačního pohybu (M je moment síly, ϖ je úhlová rychlost) lze získat vztah

P={M}\cdot {\omega }

Elektrický výkon

Stejnosměrný elektrický výkon se spočítá jako součin napětí a proudu, což plyne z toho, že změnu práce lze vyjádřit jako změnu elektrického náboje při daném napětí, tzn. $\Delta W=U\Delta Q=UI\Delta t$ , odkud získáme

P={\frac {\mathrm {d} W}{\mathrm {d} t}}=U{\frac {\mathrm {d} Q}{\mathrm {d} t}}=U\cdot I={I}^{2}\cdot {R}={\frac {U^{2}}{R}}

kde Q je elektrický náboj, U je napětí a I je proud.

U střídavého výkonu je výpočet složitější, protože závisí kromě velikosti napětí a proudu také na tvaru signálu a vzájemném fázovém posuvu napětí a proudu. Proto se do výpočtu přidává násobení členem cos ${\phi }$ , což je tzv. účiník.

Starší jednotky

Dříve se pro udávání výkonu používala jednotka koňská síla – zkratka k (kůň) nebo HP (z anglického "horsepower"). Dnes přežívá v udávání výkonu spalovacích motorů, správnější je ovšem použití jednotky kilowatt. Existuje více definic, tzv. metrická koňská síla (1 HP) odpovídá přibližně 735 W.

Související články

Externí odkazy

Obrázky, zvuky či videa k tématu výkon na Wikimedia Commons
Téma Výkon ve Wikicitátech
Slovníkové heslo výkon ve Wikislovníku